淺談異形柱框架結構在民用住宅設計中的應用

姜春寶

黑龍江農墾勘測設計研究院 150090

摘要：改革開放以來，人們的物質生活水平不斷提高，對住宅的要求也越來越高，住宅不僅僅是傳統意義上的居住場所，更要具備現代意義上的美感，還要融入高科技元素。在這種需求下，異形柱框架結構的理念產生了，并且廣泛地應用在了民用住宅設計中。本文主要通過對異形柱概念的分析以及對異形柱框架結構和矩形結構在民用住宅設計中的差異等問題的闡釋，進而探討了對異形柱框架結構設計的構造，并且總結出了異形柱框架結構在民用住宅設計中應該注意的問題，希望為有關人士提供借鑒。

關鍵詞：異形柱框架結構；民用住宅；設計；應用

時代的發展使得人們對住宅有了更高的要求，尤其是在框架結構方面，因為傳統的住宅框架結構嚴重阻礙了居民對室內空間的隨意規劃，傳統的住宅框架結構一旦形成，要想再進行規劃，幾乎就要對整個住宅進行重新的建筑設計，這樣就要花費大量的時間和精力，在這種情況下，異形框架結構的理念就出現了。接下來，筆者就對異形柱框架在民用住宅設計中的應用的相關問題做具體的分析。

1、異形柱的概念

異形柱和普通的矩形柱最大的不同在于柱截面，異形柱的柱截面主要是利用很多個的小墻肢構成的，它是從剪刀墻演化來的。但是要注意，柱肢截面中各個肢的高和厚之比要小于等于4，截面柱主要的形狀主要有L形、T形、十字形以及Z字形。這幾種形狀用于不同的部位，比如L形主要用在轉角的地方，T形和十字形主要用于縱橫墻交接的地方。對柱肢的寬度也有一定的要求，通常情況下是和填充墻體的厚度是一樣的，一般是200mm至250mm左右，通常情況下，都不超過300mm，但是柱肢長就要長一些，通常為600mm至800mm之間。

2、異形柱框架結構和矩形框架結構在民用住宅設計中的不同之處

上文中，我們對異形柱的概念和主要的特點都有所了解了，那么異形柱框架結構和矩形框架結構在民用住宅設計中具體有哪些不同呢？接下來，筆者就進行一一的介紹，主要有以下幾點不同：

2.1異形柱框架結構，因為形狀的特殊性，主要用在高度幅度要有很大降低的住宅建筑中，這也可以直接的說明，為什么應用異形柱框架結構的住宅建筑能夠方便用戶對室內空間進行規劃。

2.2異形柱框架結構因其對彈性有著高要求，所以它的位移角度的最大值要比矩形框架結構的要求要嚴格，因為矩形框架結構本身的穩固性就強，因此它對位移角度的最大值要求不是很嚴格。

2.3異形柱框架結構對住宅的烈度、高度、抗震等級的確定方法等都有嚴格的要求，尤其是對鋼筋混凝土住宅的要求更高。

3、異形柱受力性能特點及軸壓比控制

上文中，筆者主要介紹了異形柱框架結構和矩形框架結構在民用住宅設計中的不同之處，異形柱框架結構與矩形框架結構之所以會有這么大的不同，主要是由于異形柱受力性能的特點和軸壓比的控制導致的，接下來，筆者就對異形柱受力性能特點和軸壓比控制問題進行闡釋。

3.1在現代的民用住宅設計中，異形柱框架結構設計比傳統的框架結構設計更加復雜，因此，為了保證建筑工程的質量，必須要科學合理的控制異形柱受力性能特點及軸壓比，在異形柱受力性能特點及軸壓比控制時，對于建筑結構中的偏壓構件，其受壓區域總是矩形區域。而建筑結構中異形柱的受壓區域較為復雜，其受壓區域呈多樣性，因此，如果不對其進行嚴格控制，就很容易對整個截面以及構件產生影響。

3.2異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，在受力狀態下各肢將產生翹曲正應力和剪應力，剪應力使柱肢砼先于普通矩形柱出現裂縫，即產生腹剪裂縫，導致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。

4、異形柱框架結構設計構造

上文中，筆者主要向我們具體的闡釋了異形柱的概念、異形柱框架結構和矩形框架結構在民用住宅設計中的不同之處以及異形柱受力性能特點及軸壓比控制，接下來筆者主要從框架柱、框架節點、柱與填充墻的連接等異形柱框架結構設計構造的相關問題做相應的概述。

4.1框架柱

4.1.1柱縱筋與箍筋設置形式有“ L”、“T”、“十”及雙排布置等形式。在同一截面內，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不應大于25mm，且不小于14mm。縱筋間距大于250mm時，應設置縱向構造筋，其直徑可采用12mm，并設拉筋，拉筋間距為箍筋間距的兩倍。

4.1.2柱截面厚度小于200mm時，縱向受力鋼筋每排不應多于2根；肢厚在200—250mm時，每排鋼筋不應多于3根，必要時可分二排設置，二排鋼筋之間的凈距不應小于50mm。

4.1.3框架柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率：抗震等級為2級時，中柱、邊柱不應小于0.7%，角柱不應小于0.9%；抗震等級為3級時，中柱、邊柱不應小于0.6%，角柱不應小于0.8%。框架柱中全部縱向鋼筋的配筋率，抗震設計時，對2、3級鋼筋不宜大于3%。

4.1.4框架柱應采用復合箍，嚴禁采用具有內折角的箍筋，箍筋必須做成封閉式。箍筋末端做成不小于135°的彎鉤，彎鉤端頭直段長度不應小于10d（d為箍筋直徑）。

4.2框架節點

4.2.1框架梁的截面寬度與異形柱的肢寬相等或梁截面寬度每側凸出柱邊小于50mm時，在梁四角上的縱向受力鋼筋應在離柱邊大于800mm處，且滿足小于l/25坡度的條件下向柱筋內側彎折伸入框架節點內。

4.2.2當框架梁的截面寬度的任一側凸出柱邊大于等于50mm時，則該側梁角上的縱向受力鋼筋可在本肢柱筋外側伸入梁柱節點內。

4.3柱與填充墻的連接

4.3.1異形柱框架結構的填充墻應采用輕質墻體材料，并必須與框架可靠地連接。當采用砌體填充墻時，在框架與填充墻的交接處，沿高度每隔500mm或砌體皮數的適當倍數，用鋼筋與柱拉接，鋼筋由柱的每邊伸出。

4.3.2填充墻長度大于5m時，墻頂部與梁宜有拉結措施；填充墻高度超過4m時，宜在墻高中部設置與柱連接的通長鋼筋砼水平墻梁。

5、異形柱框架結構在設計時應該注意的問題

上文中，筆者向我們介紹了很多關于異形柱框架結構的問題，我們對異形柱結構在民用住宅設計中的應用有了初步的了解，但是異形柱框架結構在民用住宅設計中，還需要注意很多的問題，需要注意的問題主要有以下幾點：

5.1由于異形柱的柱肢較長，梁柱重疊部分較大，因此在電算時需點取“梁柱重疊部分作為剛域”選項進行計算；建議采用雙向偏心受壓、雙向偏心受拉、正截面承載力計算。

5.2在一般的矩形柱的多層框架結構中側移多不起控制作用，而對于異形柱框架結構，由于側向剛度較小，有時側移會超過規范允許值。

5.3因為異形柱荷載方向角具有任意性，所以在異形柱內折角處應設置同樣直徑的受力筋。

6、結語

綜上所述，我們了解了異形柱框架結構在民用住宅設計中有很大的應用，隨著時代的發展，異形柱框架結構在民用住宅設計中會有更加廣泛的應用。本文是筆者根據自己多年的異形柱框架結構在民用住宅設計的經驗總結出來的，希望能夠為有關單位提供借鑒，為我國異形柱框架結構在民用住宅設計的發展提供參考。

參考文獻：

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